JP5737303B2 - 車両の変速制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機の変速制御を実行する車両の変速制御装置に係り、特に、変速モデルを用いて自動変速機の変速を実行する技術に関するものである。

駆動力源からの動力を受ける入力軸と駆動輪に動力を伝達する出力軸との間で回転とトルクとを伝達する複数の係合装置を有して、その係合装置の係合と解放との切替えによって変速が実行される自動変速機が良く知られている。一般的に、このような自動変速機では、実車にて評価しながら各ギヤ段毎に制御対象に対して操作する要素（例えばトルク等）の要求値（すなわち制御操作量）の適合を行い、その適合結果により各ギヤ段毎に予め求められた制御マップから決定される制御操作量を用いて変速が実行される。しかしながら、自動変速機の多段化が進む中では、適合作業に非常に多くの労力が必要となり、制御マップを基にした変速制御の態様を採用することが困難化してきている。その為、自動変速機を構成する各回転要素における運動方程式を基にした変速制御の態様である変速モデル制御が提案されている。このような変速モデル制御では、変速時に実現したい変化態様（変速目標値）に基づいて予め求められた運動方程式を解くことで制御操作量を一意に決定し、その決定された制御操作量を用いて変速が実行される。例えば、特許文献１には、イナーシャ相制御において、変速目標値として変速機の入力軸回転速度の目標値を設定すると共に、制御操作量として係合側のクラッチトルクの要求値を変速モデルを用いて算出して変速を実行する技術、及び変速目標値として変速機の入力軸回転速度と出力軸トルクとの各目標値を設定すると共に、制御操作量として係合側のクラッチトルクの要求値と解放側のクラッチトルクの要求値とを変速モデルを用いて算出して変速を実行する技術が記載されている。

特開２０００−９７３２５号公報

ところで、前記特許文献１に記載の技術は、１つの変速目標値に対して１つの制御対象を操作することで、或いは２つの変速目標値に対して２つの制御対象を操作することで変速を実行している。しかしながら、この特許文献１に記載の技術では、イナーシャ相中のイナーシャトルクを相殺する為に（換言すれば、イナーシャ相中の出力軸トルクが実質的に変化しないように）、解放側の係合装置の油圧を、解放に向けて減圧した後に一時的に再度係合に向けて上昇させており、変速完了が遅くなってドライバビリティが悪化してしまう可能性がある。これに対して、上記イナーシャトルクを相殺する為に、イナーシャ相中にてエンジントルクを一時的に減少させる所謂エンジントルクダウン制御という手法が良く知られている。しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、エンジンが制御対象として運動方程式に組み込まれていない。つまり、特許文献１に記載の技術では、成り行きのエンジントルクに対して運動方程式を解いている為、特許文献１に記載の変速モデル制御では、解放側の係合装置の一時的な油圧上昇に替えて、エンジントルクダウン制御によってイナーシャトルクを相殺することができない。この際、変速モデル制御とは別にエンジントルクダウン制御を実行することは可能であるが、そうすると変速モデル制御の全体が崩れ再度運動方程式から解を導くこととなり、結局、変速完了が遅くなったり、変速ショックが増大してドライバビリティが悪化してしまう可能性がある。他方で、エンジントルクについても制御操作量として変速モデル制御にて一意に決定しようとすると、２つの変速目標値に対して３つの制御操作量となり、運動方程式を解くことができず、変速モデル制御を用いた自動変速機の変速が実行できなくなる。

尚、上述したような課題は未公知であり、２つの変速目標値に対して３つの制御操作量がある場合に、パワーオンアップシフト、パワーオフアップシフト、パワーオンダウンシフト、及びパワーオフダウンシフトといった何れの変速パターン（変速様式）にも所定の変速モデルにて対応できるように、運動方程式を解く為の拘束条件を適切に設定することについて、未だ提案されていない。これに対して、本発明は、拘束条件を適切に設定して運動方程式を解くという新たな技術を提案するものである（本件出願人が先に出願した、現時点で未公開の国際出願(国際出願番号:PCT/JP2012/069408)を参照）。加えて、本発明は、上記新たな技術を基礎とした変速制御技術を更に改良し、その変速制御技術に対応する第１変速とそれよりも速やかな変速を実行する変速速度重視の変速制御技術に対応する第２変速とを選択可能とする技術を提案するものである。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、２つの変速目標値に対して３つの制御操作量があったとしても変速モデルを用いて自動変速機の所望の変速を実行することができる車両の変速制御装置を提供することにある。

前記目的を達成する為の第１の発明の要旨とするところは、（a）駆動力源からの動力を受ける入力軸と駆動輪に動力を伝達する出力軸との間で回転とトルクとを伝達する複数の係合装置を有して、その係合装置の係合と解放との切替えによって変速が実行される自動変速機を備え、変速目標値を実現させる制御操作量を決定する予め定められた変速モデルを用いて前記自動変速機の変速を実行する車両の変速制御装置であって、（b）前記変速目標値を、前記出力軸側の回転部材上のトルクと前記入力軸側の回転部材の速度変化量との２つの値で設定し、前記制御操作量を、前記入力軸側の回転部材上のトルクと、前記変速時における係合側の係合装置のトルク容量と、前記変速時における解放側の係合装置のトルク容量との３つの値で設定し、前記変速時に前記係合側の係合装置と前記解放側の係合装置とで受け持つ伝達トルクのトルク分担率を設定することで、前記変速モデルを用いて前記自動変速機の変速を制御する第１変速と、（c）前記変速目標値を、前記入力軸側の回転部材の速度変化量のみで設定し、前記制御操作量を、前記入力軸側の回転部材上のトルクと、前記変速時における係合側の係合装置のトルク容量と、前記変速時における解放側の係合装置のトルク容量との３つの値で設定し、前記変速時に前記係合側の係合装置と前記解放側の係合装置とで受け持つ伝達トルクのトルク分担率と、前記変速時に前記入力軸側の回転部材と前記クラッチ全体とで受け持つ伝達トルクの分担率である変速進行トルク分担率とを設定することで、前記変速モデルを用いて前記自動変速機の変速を前記第１変速よりも速やかに制御する第２変速とを、選択的に実行するに際して、（d）前記入力軸の入力軸トルクと前記入力軸側の回転部材の回転速度の増加方向とが一致する変速であることに基づいて、変速速度重視の変速制御を選択するか否かを判定する変速速度重視変速判定部を備え、該速度重視変速判定部により変速速度重視の変速制御を選択すると判定された場合は前記第２変速を選択し、該変速速度重視変速判定部により変速速度重視の変速制御を選択しないと判定された場合は前記第１変速を選択することにある。

このようにすれば、２つの変速目標値を実現する為に３つの制御操作量を決定する必要がある場合に、何らかの拘束条件を設定しなければそれら制御操作量を決定することができないことに対して、解放側の係合装置と係合側の係合装置とで受け持つ伝達トルクのトルク分担率を拘束条件としたので、変速制御において難しいとされる解放側の係合装置と係合側の係合装置とのトルクの受け渡し（すなわち変速進行度）を制御するのに適しており、且つ３つの制御操作量を決定することができる。見方を換えれば、３つの制御操作量を決定する為に何れかの制御操作量を予め定めた所定の値とする場合には、その所定の値としては各変速パターン毎に合わせた値とするなど無数にある。これに対して、本発明の第１変速では、トルクの受け渡しを表現した前記トルク分担率を拘束条件としたので、何れの変速パターンにも所定の変速モデルにて対応することができる。具体的には、係合側の係合装置のトルク容量及び解放側の係合装置のトルク容量の一方のみを拘束条件とすると、タイアップやある回転部材の吹き上がりが発生する可能性があるが、変速進行度を制御するのに適した前記トルク分担率を拘束条件とすることで、上記タイアップや吹き上がりの発生を抑制したり、反対に、敢えてタイアップや吹き上がりを発生させる制御の制御性が向上する。また、入力軸側の回転部材上のトルクを拘束条件とすると、駆動力源の出力トルクを一時的に変化させるような制御を実行できなくなる可能性があるが、本発明では、例えばイナーシャ相中にて駆動力源の出力トルクを一時的に減じるようなトルクダウン制御を適切に実行することができる。このように、本発明の第１変速では、２つの変速目標値に対応する２つのギヤトレーン運動方程式に対して３つの制御操作量があったとしても、その２つのギヤトレーン運動方程式で表わされる変速モデルを用いて３つの制御操作量を適切に決定し、２つの変速目標値を実現するような自動変速機の所望の変速を選択的に実行することができる。

又、本発明の第２変速では、前記変速目標値を前記入力軸側の回転部材の速度変化量のみで設定することで、前記出力軸側の回転部材上のトルクを変速目標値とするギヤトレーン運動方程式を用いないで、入力軸側の回転部材の速度変化量を変速目標値とするギヤトレーン運動方程式を用いることとし、そのギヤトレーン運動方程式における制御操作量（制御要求値）として、入力軸側の回転部材上のトルクと、前記変速時における係合側の係合装置のトルク容量と、前記変速時における解放側の係合装置のトルク容量との３つの値を用い、変速時に前記係合側の係合装置と前記解放側の係合装置とで受け持つ伝達トルクのトルク分担率と、変速時に前記入力軸側の回転部材と前記クラッチ全体とで受け持つ伝達トルクの分担率である変速進行トルク分担率とを用いることで、上記ギヤトレーン運動方程式で表される変速モデルを用いて前記自動変速機の変速を前記第１変速よりも速やかに制御する第２変速を実行することができる。したがって、本発明によれば、速度重視変速判定部により変速速度重視の変速制御を選択すると判定された場合は前記第２変速を選択し、該変速速度重視変速判定部により変速速度重視の変速制御を選択しないと判定された場合は前記第１変速を選択するので、たとえば減速走行中のダウン変速やパワーオフアップ変速などの、入力軸トルクと変速を進行させる方向（入力軸回転速度の増加方向）とが一致する変速では、第２変速を選択することにより、速やかな変速が得られる。

ここで、好適には、前記トルク分担率は、前記変速時に前記係合側の係合装置と前記解放側の係合装置とで受け持つ伝達トルクを前記入力軸側の回転部材上のトルクに置き換えたときの両係合装置にて分担するその伝達トルクのトルク分担率である。また、変速進行トルク分担率は、同様に、入力軸側の回転部材と前記クラッチ全体とで受け持つ伝達トルクを前記入力軸側の回転部材上のトルクに置き換えたときのトルク分担率である。

また、好適には、前記第１変速で用いられる変速モデルは、前記変速目標値としての前記入力軸側の回転部材の速度変化量と前記制御操作量とを有する第１のギヤートレーン運動方程式と、前記変速目標値としての前記出力軸側の回転部材上のトルクと前記制御操作量とを有する第２のギヤートレーン運動方程式とを含み、前記トルク分担率を用いて、前記変速目標値に基づいて前記制御操作量を算出するものである。このようにすれば、変速制御において難しいとされる解放側の係合装置と係合側の係合装置とのトルクの受け渡しに関連する制御を運動方程式に反映させることができ、３つの制御操作量を適切に決定することができる。

また、好適には、前記第２変速で用いられる変速モデルは、前記変速目標値としての前記入力軸側の回転部材の速度変化量と前記制御操作量とを有する第１のギヤートレーン運動方程式を含み、前記トルク分担率および前記変速進行トルク分担率とを用いて、前記変速目標値に基づいて前記制御操作量を算出するものである。このようにすれば、変速制御において難しいとされる解放側の係合装置と係合側の係合装置とのトルクの受け渡しに関連する制御を運動方程式に反映させることができ、３つの制御操作量を適切に決定することができる。

また、好適には、前記第２変速で用いられる変速モデルにおいて、前記変速進行トルク分担率は、前記クラッチ全体で受け持つ伝達トルクの分担率および前記入力軸側の回転部材のトルク分担率であり、第１の拘束条件として、該クラッチ全体で受け持つ伝達トルクの分担率および該入力軸側の回転部材のトルク分担率を、前記変速のイナーシャ相開始前では「１」および「０」とし、該イナーシャ相の開始後では「０」および「１」とする。このように係合側の係合装置のトルク分担率および記解放側の係合装置のトルク分担率を設定することで、速やかに進行する第２変速が得られる。

また、好適には、前記第２変速で用いられる変速モデルにおいて、前記トルク分担率は、前記係合側の係合装置のトルク分担率および前記解放側の係合装置のトルク分担率であり、第２の拘束条件として、該係合側の係合装置のトルク分担率および該記解放側の係合装置のトルク分担率を、前記変速のイナーシャ相開始前では「０」および「１」とし、該イナーシャ相の開始後では「１」および「０」とする。このように係合側の係合装置のトルク分担率および記解放側の係合装置のトルク分担率を設定することで、速やかに進行する第２変速が得られる。

また、好適には、前記入力軸トルクと変速を進行させる方向（入力軸回転速度の増加方向）とが一致する変速は、マニアルモード或いはスポーツモードなどの手動変速操作、および／または減速走行中のダウン変速やパワーオフアップ変速などの変速である。

本発明が適用される車両における動力伝達経路の概略構成を説明する図であると共に、車両に設けられた制御系統の要部を説明する図である。 電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 図２の第１変速制御部における変速制御作動を説明するタイムチャートであって、変速パターン毎に予め定められたトルク分担率を変化させる時期の一例を示す図である。（ａ）はパワーオンアップシフトの場合であり、（ｂ）はパワーオンダウンシフトの場合であり、（ｃ）はパワーオフアップシフトの場合であり、（ｄ）はパワーオフダウンシフトの場合である。 図２の第２変速制御部における、ブリッピング時のダウンシフト制御時の変速制御作動を説明するタイムチャートである。 図２の第２変速制御部における、パワーオフアップシフト時の変速制御作動を説明するタイムチャートである。 図１の電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明が適用される車両１０に備えられたエンジン１２から駆動輪２６までの動力伝達経路の概略構成を説明する図であると共に、車両１０に設けられた制御系統の要部を説明する図である。図１において、駆動力源としてのエンジン１２により発生させられた動力は、トルクコンバータ１４を経て入力軸１６から自動変速機１８に入力され、自動変速機１８の出力軸２０から差動歯車装置（ディファレンシャルギヤ）２２や一対の車軸（ドライブシャフト）２４等を順次介して左右の駆動輪２６へ伝達される。

自動変速機１８は、車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース内において１組乃至複数組の遊星歯車装置とそれら遊星歯車装置の回転要素間或いはいずれかの回転要素と非回転部材との間を選択的に連結する複数の係合装置（係合要素）とを有し、その係合装置によって複数のギヤ段が択一的に成立させられる公知の遊星歯車式自動変速機である。例えば、自動変速機１８は、複数の係合装置の何れかの掴み替えにより（すなわち所定の係合装置の開放と他の係合装置の係合との切替えにより）変速が実行される、所謂クラッチツウクラッチ変速を行う有段変速機である。複数の係合装置は、たとえば油圧が作用させられることで摩擦板間の摩擦力が発生させられて、エンジン１２からの動力を受ける入力軸１６と駆動輪２６に動力を伝達する出力軸２０との間で回転およびトルクを伝達する油圧式摩擦係合装置である。この入力軸１６は、自動変速機１８の入力軸であるが、トルクコンバータ１４のタービン翼車によって回転駆動されるタービン軸でもある。

前記油圧式摩擦係合装置は、油圧制御回路２８によってそれぞれの係合と解放とが制御され、その油圧制御回路２８内のソレノイドバルブ等の調圧によりそれぞれのトルク容量すなわち係合力が変化させられて、それが介挿されている両側の部材を選択的に連結するクラッチやブレーキである。ここで、上記油圧式係合装置のトルク容量（以下、クラッチトルクという）は、例えば摩擦材の摩擦係数や摩擦板を押圧する係合油圧によって決まるものである。係合装置を滑らすことなくすなわち係合装置に差回転速度を生じさせることなく入力軸１６と出力軸２０との間でトルク（例えば入力軸１６に入力される変速機入力トルクＴiすなわちタービントルクＴt）を伝達する為には、そのトルクに対して各係合装置にて受け持つ必要がある伝達トルク分（すなわち係合装置の分担トルク）が得られるトルク容量が必要になる。但し、伝達トルク分が得られるトルク容量においては、トルク容量を増加させても伝達トルクは増加しない。尚、本実施例では、便宜上、クラッチトルクと係合油圧（或いはその指示圧）とを同義に取り扱うこともある。

自動変速機１８におけるギヤ段の一例としては、例えばクラッチＣ１とブレーキＢ１との係合により低車速側ギヤ段（ロー側ギヤ段例えば第２速ギヤ段）が成立させられ、クラッチＣ１とブレーキＢ２との係合により高車速側ギヤ段（ハイ側ギヤ段例えば第３速ギヤ段）が成立させられる。従って、上記ローギヤ段とハイギヤ段との間の変速時には、ブレーキＢ１とブレーキＢ２との間で掴み替えが行われる。本実施例では、変速時に掴み替えが行われる係合装置のうちで、ロー側ギヤ段の成立に関与する係合装置（例えばブレーキＢ１）をローギヤ段係合装置と称し、ハイ側ギヤ段の成立に関与する係合装置（例えばブレーキＢ２）をハイギヤ段係合装置と称する。ローギヤ段係合装置は、ローギヤ段からハイギヤ段へのアップシフト時には解放側の係合装置（以下、解放側クラッチという）となり、ハイギヤ段からローギヤ段へのダウンシフト時には係合側の係合装置（以下、係合側クラッチという）となる。一方で、ハイギヤ段係合装置は、上記アップシフト時には係合側クラッチとなり、上記ダウンシフト時には解放側クラッチとなる。

図１に戻って、車両１０には、例えば自動変速機１８の変速制御などに関連する変速制御装置を含む電子制御装置７０が備えられている。電子制御装置７０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置７０は、エンジン１２の出力制御、自動変速機１８の変速制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用や油圧制御用（変速制御用）等に分けて構成される。また、電子制御装置７０には、各種センサ（例えば各回転速度センサ５０，５２，５４、アクセル開度センサ５６、スロットル弁開度センサ５８、シフトセンサ６０など）により検出された各種信号（例えばエンジン１２の回転速度を表すエンジン回転速度ωe，入力軸１６の回転速度を表すタービン回転速度ωtすなわち変速機入力回転速度ωi，車速Ｖに対応する出力軸２０の回転速度を表す変速機出力回転速度ωo、車両１０の駆動力（駆動トルク）に対する運転者の要求量を表すアクセル開度Ａcc、スロットル弁開度θth、シフトレバー或いはパドルスイッチによるシフト操作ＳＨなど）が、それぞれ供給される。また、電子制御装置７０からは、例えばエンジン１２の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号Ｓe、自動変速機１８の油圧アクチュエータを制御する油圧制御回路２８を作動させる為の油圧指令信号Ｓpなどが、それぞれ出力される。

図２は、電子制御装置７０による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図２において、エンジン出力制御部７２は、例えば要求されたエンジントルクＴe（以下、要求エンジントルクＴedem）が得られるように、スロットル制御の為にスロットルアクチュエータにより電子スロットル弁を開閉制御する他、燃料噴射量制御の為に燃料噴射装置による燃料噴射量を制御し、点火時期制御の為にイグナイタ等の点火装置を制御するエンジン出力制御指令信号Ｓeを出力する。エンジン出力制御部７２は、例えばアクセル開度Ａccをパラメータとして車速Ｖと要求駆動力Ｆdemとの予め記憶された不図示の関係（駆動力マップ）から実際のアクセル開度Ａcc及び車速Ｖに基づいて要求駆動力Ｆdemを算出する。そして、エンジン出力制御部７２は、例えば駆動輪２６のタイヤ有効半径、現在の自動変速機１８のギヤ段におけるギヤ比、出力軸２０よりも駆動輪２６側の動力伝達経路における終減速比、及びトルクコンバータ１４のトルク比ｔに基づいて、要求駆動力Ｆdemが得られる要求エンジントルクＴedemを算出する。尚、トルクコンバータ１４のトルク比ｔは、例えば速度比（＝タービン回転速度ωt／ポンプ回転速度ωp（エンジン回転速度ωe））とトルク比ｔ、効率、及び容量係数とのそれぞれの予め記憶された公知の関係（トルクコンバータ１４の作動特性図）から実際の速度比ｅに基づいて算出される。

第１変速制御部７４および第２変速制御部７６は、自動変速機１８の変速制御をそれぞれ実行する。たとえば、第１変速制御部７４および第２変速制御部７６は、上記要求駆動力Ｆdemが得られるように変速判断を行なう。或いは、車速Ｖ及びアクセル開度Ａccを変数として予め記憶された関係（変速マップ、変速線図）から実際の車速Ｖ及びアクセル開度Ａccで示される車両状態に基づいて変速判断を行う。そして、第１変速制御部７４および第２変速制御部７６は、自動変速機１８の変速を実行すべきと判断した場合には、変速すべきギヤ段が得られるように自動変速機１８の自動変速制御を実行する。例えば、第１変速制御部７４および第２変速制御部７６は、判断したギヤ段が達成されるように、自動変速機１８の変速に関与する係合装置を係合及び／又は解放させる油圧指令信号Ｓpを油圧制御回路２８へ出力し、クラッチツウクラッチ変速を実行する。この油圧指令信号Ｓpとしては、例えば解放側クラッチのトルク容量（以下、解放側クラッチトルクという）を得る為の油圧指令値、及び係合側クラッチのトルク容量（以下、係合側クラッチトルクという）を得る為の油圧指令値である。

ここで、クラッチツウクラッチ変速制御としては、例えば変速ショックや変速時間等が適切であるかを実車にて評価しつつ適合により予め定められた制御マップから、変速時のトルク容量（或いは油圧指令値）を決定して自動変速機１８の変速を実行する手法がある。このような制御マップを用いる手法では、どの変速の種類での変速であるかによって、各々異なる制御マップを作成する必要がある。その為、自動変速機１８のギヤ段が多段化される程、上記適合作業に多くの労力等が必要となってくる。上記変速の種類とは、例えばパワーオンアップシフト、パワーオフアップシフト、パワーオンダウンシフト、及びパワーオフダウンシフトといった各種の変速パターン（変速様式）と、１速−２速間などの各種のギヤ段間との組み合わせで表される各種の変速態様である。より具体的には、変速の種類は、１速→２速パワーオンアップシフト、２速→１速パワーオンダウンシフトなどとして表される。

そこで、本実施例では、クラッチツウクラッチ変速制御として、上記制御マップを用いる手法に替えて、変速目標値を実現させる制御操作量を決定する予め定められた変速モデルを用いて自動変速機１８の変速を実行する手法を、採用する。上記変速目標値は、変速時に実現したい変化態様を定める要素（例えば変速時間、駆動力等）の目標値である。上記制御操作量は、制御対象に対して操作する要素（エンジントルク、クラッチトルク等）の要求値である。

ここで、本実施例の変速モデルを用いた自動変速機１８の変速制御について詳しく説明する。自動変速機１８の変速中における運動方程式は、次式（１）及び次式（２）で表される。この式（１）及び式（２）は、自動変速機１８を構成する相互に連結された各回転要素毎の運動方程式、及び自動変速機１８を構成する遊星歯車装置における関係式から導き出されたものである。上記各回転要素毎の運動方程式は、各回転要素におけるイナーシャと回転速度時間変化率との積で表されるトルクを、遊星歯車装置の３つの部材（サンギヤ、キャリヤ、リングギヤ）、及び係合装置の両側の部材のうちで各回転要素に関与する部材に作用するトルクにて規定した運動方程式である。また、遊星歯車装置における関係式は、遊星歯車装置の歯車比（＝サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）を用いて、その遊星歯車装置の３つの部材におけるトルクの関係と回転速度時間変化率の関係とを各々規定した関係式である。この式（１）及び式（２）において、dωt/dtは、タービン回転速度ωt（すなわち変速機入力回転速度ωi）の時間微分すなわち時間変化率であり、入力軸１６側の回転部材の速度変化量としての入力軸１６の角加速度（以下、入力軸角加速度）を表している（図面乃至数式においては時間変化率をドットで示している、以下の説明において同じ）。dωo/dtは、変速機出力回転速度ωoの時間変化率であり出力軸角加速度を表している。Ｔtは、入力軸１６側の回転部材上のトルクとしての入力軸１６上のトルクであるタービントルクすなわち変速機入力トルクＴiを表している。このタービントルクＴtは、トルクコンバータ１４のトルク比ｔを考慮すればエンジントルクＴe（＝Ｔt／ｔ）と同意である。Ｔoは、出力軸２０側の回転部材上のトルクとしての出力軸２０上のトルクである変速機出力トルクを表している。Ｔcaplは、係合側クラッチトルクであり、アップシフト時にはハイギヤ段側クラッチトルクとなり、ダウンシフト時にはローギヤ段側クラッチトルクとなる。Ｔcdrnは、解放側クラッチトルクであり、アップシフト時にはローギヤ段側クラッチトルクとなり、ダウンシフト時にはハイギヤ段側クラッチトルクとなる。ａ1,ａ2,ｂ1,ｂ2,ｃ1,ｃ2,ｄ1,ｄ2はそれぞれ、この式（１）及び式（２）を導き出した際に定数としたものであり、上記各回転要素におけるイナーシャ及び上記遊星歯車装置の歯車比から設計的に定められる係数である。この定数の具体的な数値は、例えば変速の種類（例えば変速パターンやギヤ段間）毎に異なる。従って、上記運動方程式としては１つの所定のものであるが、自動変速機１８の変速には、変速の種類毎に異なる定数とされたそれぞれの変速の種類に対応する運動方程式が用いられる。

前記式（１）及び式（２）は、変速目標値と制御操作量との関係を定式化した自動変速機１８のギヤトレーン運動方程式である。ここでの変速目標値は、変速時間及び駆動力の各目標値を表現でき、ギヤトレーン運動方程式上で取り扱えるものである。本実施例では、変速時間を表現できる要素の一例として、入力軸角加速度dωt/dtを用いている。また、駆動力を表現できる要素の一例として、変速機出力トルクＴoを用いている。つまり、本実施例では、変速目標値を、入力軸角加速度dωt/dtと、変速機出力トルクＴoとの２つの値で設定している。一方で、本実施例では、それら変速目標値を成立させる制御操作量を、タービントルクＴt（エンジントルクＴeも同意）と、係合側クラッチトルクＴcaplと、解放側クラッチトルクＴcdrnとの３つの値で設定している。そうすると、運動方程式が前記式（１）及び式（２）の２式で構成されることに対して制御操作量が３つある為に、２つの変速目標値を成立させる制御操作量を一意に解くことはできない。その為、変速モデルを用いて、２つの変速目標値を実現するような自動変速機１８の所望の変速を実行することができない。尚、出力軸角加速度dωo/dtは、回転速度センサ５４の検出値である変速機出力回転速度ωoから算出される。

しかし、前記式（１）及び式（２）の運動方程式に、ある拘束条件を追加することで制御操作量を一意に解くことができる。ここで、自動変速機１８の変速制御において難しいとされることは、解放側クラッチと係合側クラッチとのトルクの受け渡し（すなわち変速進行度）を制御することである。一方で、３つの制御操作量を決定する為に何れかの制御操作量を所定の値とする場合には、各変速パターン毎に合わせた所定の値とするなど無数の定め方がある。この所定の値に関し、例えば解放側クラッチトルクＴcdrn及び係合側クラッチトルクＴcaplのうちで一方のみを拘束条件とすると、変速中にタイアップや吹き上がりが発生し易くなったり、また、敢えて変速中にタイアップや吹き上がりを発生させる制御の制御性が低下したりする可能性がある。或いは、例えばエンジントルクの変化態様を拘束条件とすると、イナーシャ相中にエンジントルクを一時的に変化させるようなエンジントルクダウン制御を実行できなくなる可能性がある。そこで、本実施例では、変速中のトルクの受け渡しを表現したり制御するのに適しており、また、何れの変速パターンにも対応することができる、解放側クラッチと係合側クラッチとで受け持つ伝達トルクのトルク分担率を、上記拘束条件として設定することを見出した。つまり、変速中のトルクの受け渡しを運動方程式に組み込むことができ、且つ制御操作量を一意に解くことができる、伝達トルクのトルク分担率を上記拘束条件として設定することを見出した。上記トルク分担率は、自動変速機１８の変速時に解放側クラッチと係合側クラッチとで受け持つ必要がある合計の伝達トルク（合計伝達トルク）を例えば入力軸１６上のトルク（入力軸上合計伝達トルク）に置き換えたときに、その入力軸上合計伝達トルクに対して両係合装置が各々分担する伝達トルクの割合である。本実施例では、係合側クラッチのトルク分担率を「ｘapl」とし、解放側クラッチのトルク分担率を「ｘdrn」として、それぞれのトルク分担率を、変速中のトルクの受け渡しを反映するように時系列で変化するトルク分担率ｘ（例えば０≦ｘ≦１）を用いて次式（３）及び次式（４）のように定義する。
ｘapl ＝ ｘ ・・・（３）
ｘdrn ＝ １−ｘ ・・・（４）

係合側クラッチトルクＴcaplと解放側クラッチトルクＴcdrnとの関係式は、入力軸１６上のトルクに置き換えた「Ｔcapl」及び「Ｔcdrn」と、前記式（３）及び式（４）とに基づいて、「ｘ」（＝ｘapl）と「１−ｘ」（＝ｘdrn）とを用いて定義することができる。そして、前記式（１）、前記式（２）、及び「Ｔcapl」と「Ｔcdrn」との関係式から、制御操作量である、タービントルクＴt、係合側クラッチトルクＴcapl、及び解放側クラッチトルクＴcdrnを算出する関係式が導き出される。タービントルクＴt（エンジントルクＴeも同意）は、「ｘ」（＝ｘapl）、「１−ｘ」（＝ｘdrn）、入力軸角加速度dωt/dt、及び変速機出力トルクＴoなどを用いた関係式にて表される。同様に、係合側クラッチトルクＴcaplは、「ｘ」（＝ｘapl）、入力軸角加速度dωt/dt、及び変速機出力トルクＴoなどを用いた関係式にて表される。同様に、解放側クラッチトルクＴcdrnは、「１−ｘ」（＝ｘdrn）、入力軸角加速度dωt/dt、及び変速機出力トルクＴoなどを用いた関係式にて表される。つまり、本実施例の変速モデルは、前記変速目標値と前記制御操作量とを含む自動変速機１８の運動方程式（前記式（１）、（２））と、前記トルク分担率を表す関係（前記式（３）、（４））とを用いて、前記変速目標値に基づいて前記制御操作量を算出するものである。このように、本実施例では、前記式（１）、（２）に、トルク分担率ｘにて設定した拘束条件を追加することで、変速モデルを用いて自動変速機１８の変速を実行する。よって、２つの変速目標値に対して３つの制御操作量があったとしても、上記変速モデルを用いて３つの制御操作量を適切に決定することができる。この変速モデルとしては１つの所定のものであるが、上述したように変速の種類（例えば変速パターンやギヤ段間）毎に異なる定数とされたギヤトレーン運動方程式が用いられるので、自動変速機１８の変速には、それぞれの変速の種類に対応する変速モデルが用いられることになる。

ここで、自動変速機１８の変速制御においては、パワーオンアップシフト、パワーオフアップシフト、パワーオンダウンシフト、及びパワーオフダウンシフトといった様々な変速パターンがある。その為、各変速パターンに合わせてトルク分担率を設定することが望ましい。例えば、本実施例では、変速パターンに合わせて変速を適切に進行させる為に、変速パターンに基づいてトルク分担率を変化させる時期を変更する（すなわち変速パターンに基づいて解放側クラッチと係合側クラッチとのトルクを受け渡すタイミングを変更する）。以下に、各変速パターンに合わせたトルク分担率の設定について詳細に説明する。

パワーオンアップシフト或いはパワーオフダウンシフトでは、エンジントルクＴe（パワーオン時の正トルク、或いはパワーオフ時の負トルク（エンジンフリクショントルク））によってタービン回転速度ωt（すなわち変速機入力回転速度ωi）が変化させられる方向と、変速に伴うタービン回転速度ωtの変化方向（変速によって進められる方向）とが異なる。すなわち、パワーオンアップシフト或いはパワーオフダウンシフトでは、エンジントルクＴeにより自発的に変速を進行できない。従って、トルク分担率を変えないまま解放側クラッチトルクＴcdrnの絶対値のみを低下させるだけでは（すなわち解放側クラッチを解放に向かわせるだけでは）変速を進行させられないので、係合側クラッチによりタービン回転速度ωtを変速に伴う変化方向へ変化させる必要がある。そこで、変速パターンがパワーオンアップシフト或いはパワーオフダウンシフトの場合には、図３の（ａ）,（ｄ）に示すように、変速を適切に進行させる為に、トルク分担率を変化させる時期をイナーシャ相開始前とする（すなわち解放側クラッチと係合側クラッチとのトルクの受け渡しをイナーシャ相開始前に実行する）。

一方で、パワーオフアップシフト或いはパワーオンダウンシフトでは、エンジントルクＴeによってタービン回転速度ωtが変速に伴う変化方向へ変化させられる。すなわち、パワーオフアップシフト或いはパワーオンダウンシフトでは、エンジントルクＴeにより自発的に変速を進行できる。従って、トルク分担率を変えないまま解放側クラッチトルクＴcdrnの絶対値のみを低下させるだけで変速を進行させられるので、係合側クラッチによりタービン回転速度ωtを変速に伴う変化方向へ変化させる必要がない。パワーオフアップシフト或いはパワーオンダウンシフトでは、係合側クラッチにより変速を進行させようとすると、却ってイナーシャトルクが増大して変速ショックが悪化する可能性がある。そこで、変速パターンがパワーオフアップシフト或いはパワーオンダウンシフトの場合には、図３の（ｃ）,（ｂ）に示すように、変速を適切に進行させる為に、トルク分担率を変化させる時期をイナーシャ相終了時とする。すなわち、パワーオフアップシフト或いはパワーオンダウンシフトの場合には、変速ショックが抑制された滑らかな変速を実現する為に、エンジントルクＴeに合わせて解放側クラッチを解放することだけで変速を進行させた後、解放側クラッチと係合側クラッチとのトルクの受け渡しをイナーシャ相の終了に合わせるように実行することで係合側クラッチによりタービン回転速度ωtを変速後の同期回転に合わせる。ここでの、イナーシャ相終了時とは、例えばイナーシャ相が概ね終了したような、タービン回転速度ωtが変速後の同期回転に概ね近づいた時点である。つまり、イナーシャ相終了時とは、係合側クラッチを係合に向かわせなくとも、エンジントルクＴeと解放側クラッチの解放とによりイナーシャ相が開始されて更に進行させられ、タービン回転速度ωtを変速後の回転速度に同期させるところだけ係合側クラッチを係合に向けて制御すれば良いような、イナーシャ相の終了間近の時点である。尚、エンジントルクＴeと解放側クラッチの解放とによりイナーシャ相が進行させられて終了させられ得る場合には、イナーシャ相終了時をイナーシャ相終了後としても良い。

図２に戻って、変速速度重視変速判定部７８は、マニアルモード或いはスポーツモードなどを選択する手動変速操作が行なわれたこと、および／または減速走行中のダウン変速（ブリッピング）やパワーオフアップ変速などの、入力軸トルクと変速を進行させる方向（入力軸回転速度の増加方向）とが一致する変速が判断されたことに基づいて、変速速度重視の変速制御を選択するか否かを判定する。変速速度重視変速判定部７８は、変速速度重視の変速制御を選択すると判定した場合は第２変速制御部７６による変速制御を選択し、変速速度重視の変速制御を選択しないと判定した第１変速制御部７４による変速制御を選択する。

第１変速操作量算出部８０は、第１変速制御部７４による自動変速機１８の変速中であると判定した場合には、前記変速モデルを用いて、前記変速目標値に基づいて前記制御操作量を算出し、第１変速制御部７４に出力する。具体的には、第１変速操作量算出部８０は、第１トルク分担率算出部８２と第１変速目標値算出部８４とを備えている。

第１トルク分担率算出部８２は、トルク分担率ｘを変化させる態様（例えば傾き等）が予め定められた関係或いは変速進行度マップから、例えば図３の(a)および(d)、或いは(b)および(c)に示すように、変化開始時（或いは前回算出時）からの経過時間に基づいてトルク分担率ｘを逐次算出する。そして、第１トルク分担率算出部８２は、前記式（３）及び式（４）から、その算出したトルク分担率ｘに基づいて係合側クラッチのトルク分担率ｘaplと解放側クラッチのトルク分担率ｘdrnとを算出する。上記変速進行度マップは、例えば変速の種類（変速パターンやギヤ段間）毎に予め定められている。また、トルク分担率ｘの初期値は、「０」とされている。

第１変速目標値算出部８４は、例えばイナーシャ相中のタービン回転速度ωt（＝変速機入力回転速度ωi）の変化が変速ショックの抑制と変速時間とを両立させる所定変化となるように入力軸角加速度dωt/dtを変化させる態様が予め定められた関係式（１）或いはそれに対応する入力軸角加速度変化マップから、イナーシャ相開始時（或いは前回算出時）からの経過時間に基づいてイナーシャ相中の入力軸角加速度dωt/dtの目標値を逐次算出する。また、第１変速目標値算出部８４は、例えばイナーシャ相中以外では、タービン回転速度ωt（＝変速機入力回転速度ωi）の変化に基づいて入力軸角加速度dωt/dtの目標値を算出する。加えて、第１変速目標値算出部８４は、例えば変速機出力トルクＴoを変化させる態様が予め定められた関係式（２）或いはそれに対応する変速機出力トルク変化マップから、エンジン出力制御部７２により算出された要求駆動力Ｆdem及び変速制御開始時（或いは前回算出時）からの経過時間に基づいて変速機出力トルクＴoの目標値を算出する。尚、上記入力軸角加速度変化マップ及び変速機出力トルク変化マップは、例えば変速の種類（変速パターンやギヤ段間）毎に予め定められている。

第１変速操作量算出部８０は、前記制御操作量を算出する関係式（１）および（２）から、第１トルク分担率算出部８２により算出された係合装置のトルク分担率（ｘ，ｘapl，ｘdrn）、及び第１変速目標値算出部８４により算出された各変速目標値（dωt/dt、Ｔoの各目標値）に基づいて、制御操作量としての、タービントルクＴt（エンジントルクＴeも同意）、係合側クラッチトルクＴcapl、及び解放側クラッチトルクＴcdrnの各要求値を逐次算出する。

エンジン出力制御部７２は、第１変速操作量算出部８０により算出されたタービントルクＴt（エンジントルクＴeも同意）の要求値が得られるように、エンジン出力制御指令信号Ｓeを出力する。第１変速制御部７４は、判断された自動変速機１８のギヤ段が達成されるように、第１変速操作量算出部８０により算出された係合側クラッチトルクＴcapl及び解放側クラッチトルクＴcdrnの各要求値を得る為の油圧指令信号Ｓpを油圧制御回路２８へ逐次出力する。

第２変速操作量算出部８６は、第２変速制御部７６による自動変速機１８の変速中であると判定した場合には、前記変速モデルを用いて、前記変速目標値に基づいて前記制御操作量を算出し、第２変速制御部７６に出力する。具体的には、第２変速操作量算出部８６は、第２トルク分担率算出部８８と第２変速目標値算出部９０と変速進行トルク分担率算出部９２とを備えている。

第２トルク分担率算出部８８は、トルク分担率ｘを変化させる態様（例えば傾き等）が予め定められた関係或いは（変速進行度マップから、例えば図４のブリッピングダウンおよび図５のパワーオフアップシフトに示すように、変化開始時（或いは前回算出時）からの経過時間に基づいてトルク分担率ｘを逐次算出する。そして、第２トルク分担率算出部８８は、前記式（３）及び式（４）から、その算出したトルク分担率ｘに基づいて係合側クラッチのトルク分担率ｘaplと解放側クラッチのトルク分担率ｘdrnとを算出する。上記変速進行度マップは、例えば変速の種類（変速パターンやギヤ段間）毎に予め定められている。また、トルク分担率ｘの初期値は、「０」とされている。この第２トルク分担率算出部８８は、変速速度重視の第２変速を行なう場合の変速目標値（イナーシャ相中の入力軸角加速度dωt/dt）を式（１）のみを用いて求めるときの拘束条件として、イナーシャ相開始前からクラッチ全体のトルク分担率ｘtcを「０」とし且つ入力軸トルクの分担率ｘtinを「１」とした後、イナーシャ相中の後期においてクラッチ全体のトルク分担率ｘtcを所定の傾斜で「１」に向かって変化させ且つ入力軸トルクの分担率ｘtinを所定の傾斜で「０」に向かって変化させることにより、入れ替える。入力軸１６の回転速度を表すタービン回転速度ωtすなわち変速機入力回転速度ωiの変化が終了する前に上記イナーシャ相の前期が終了し後期が開始される。また、第２トルク分担率算出部８８は、イナーシャ相開始時以後において、クラッチ全体のトルク分担率ｘtcを「０」である間に、解放側クラッチのトルク分担率ｘdrnを直ちに「０」とし且つ係合側クラッチのトルク分担率ｘaplを直ちに「１」とする。 これにより、式（１）の左辺の制御操作量（変速目標値）を一意に算出するための拘束条件としてクラッチ全体のトルク分担率ｘtcが「０」とされ且つ入力軸トルクの分担率ｘtinが「１」とされるので、変速の進行がエンジントルクＴeすなわち入力軸トルクのみを用いて行われることを示している。

変速進行トルク分担率算出部９２は、イナーシャ相開始直前区間において、予め記憶された変速進行分担率マップから、イナーシャ相開始時（或いは前回算出時）からの経過時間に基づいて、変速進行トルク分担率であるクラッチ全体のトルク分担率ｘtcおよび入力軸トルクの分担率ｘtinを逐次算出する。具体的には、たとえば図４のｔ２時点からｔ３時点の間の区間において、クラッチ全体のトルク分担率ｘtcを「１」から「０」へ向かって所定の傾斜で変化させるとともに入力軸トルクの分担率ｘtinを「０」から「１」へ向かって所定の傾斜で変化させる。

第２変速目標値算出部９０は、例えばイナーシャ相中のタービン回転速度ωt（＝変速機入力回転速度ωi）の変化が変速ショックの抑制と変速時間とを両立させる所定変化となるように入力軸角加速度dωt/dtを変化させる態様が予め定められた関係式（１）式或いは入力軸角加速度変化マップから、イナーシャ相開始時（或いは前回算出時）からの経過時間に基づいてイナーシャ相中の入力軸角加速度dωt/dtの目標値を逐次算出する。すなわち、第２変速目標値算出部９０は、関係式（２）式を用いないで関係式（１）式のみを用いて制御目標値を入力軸角加速度dωt/dtのみを決定する。このように、式（２）が用いられず変速目標値Ｔｏは「０」（Ｔｏ＝０）であるので、解放側クラッチのトルク分担率ｘdrnを直ちに「０」とし且つ係合側クラッチのトルク分担率ｘaplを直ちに「１」としても変速ショックが発生しない。尚、上記入力軸角加速度変化マップは、例えば変速の種類（変速パターンやギヤ段間）毎に予め定められている。

第２変速操作量算出部８６は、関係式（１）から、第２トルク分担率算出部８８により算出された係合装置のトルク分担率（ｘ，ｘapl，ｘdrn）、及び第１変速目標値算出部８４により算出された各変速目標値（dωt/dt、Ｔoの各目標値）に基づいて、制御操作量としての、タービントルクＴt（エンジントルクＴeも同意）、係合側クラッチトルクＴcapl、及び解放側クラッチトルクＴcdrnの各要求値を逐次算出する。エンジン出力制御部７２は、第２変速操作量算出部８６により算出されたタービントルクＴt（エンジントルクＴeも同意）の要求値が得られるように、エンジン出力制御指令信号Ｓeを出力する。第２変速制御部７６は、判断された自動変速機１８のギヤ段が達成されるように、第２変速操作量算出部８６により算出された係合側クラッチトルクＴcapl及び解放側クラッチトルクＴcdrnの各要求値を得る為の油圧指令信号Ｓpを油圧制御回路２８へ出力するが、第２変速制御でのイナーシャ相中の少なくとも前期ではクラッチ全体のトルク分担率ｘtcを「０」であるため、専らエンジントルクＴeでタービン回転速度ωt（＝変速機入力回転速度ωiが同期回転に向かって変化させられて変速が進行させられる。このように、式（２）が用いられず変速目標値Ｔｏは「０」（Ｔｏ＝０）である一方で、上記のようにイナーシャ相中の少なくとも前期ではクラッチ全体のトルク分担率ｘtcを「０」であるので、解放側クラッチのトルク分担率ｘdrnおよび係合側クラッチのトルク分担率ｘaplに拘わらずクラッチトルクは変速の進行に寄与せず、専らタービントルクＴt（エンジントルクＴe）により変速が進行させられる。このタービントルクＴtによりイナーシャ相中のタービン回転速度ωt（＝変速機入力回転速度ωi）を比較的速やかに変化させても変速ショックが発生せず、第１変速よりも速やかな第２変速が得られる。

図４は減速走行中のブリッピングダウン変速時に上記第２変速制御部７６による第２変速が行なわれたときの作動の要部を示すタイムチャートである。また、図５はパワーオフアップ変速時に上記第２変速制御部７６による第２変速が行なわれたときの作動の要部を示すタイムチャートである。それらブリッピングダウン変速およびパワーオフアップ変速は、入力軸トルク（タービントルクＴt、エンジントルクＴe）と変速を進行させる方向（タービン回転速度ωtや入力軸回転速度ωiの増加方向）とが一致する変速であって、第２変速に対応している。図４のブリッピングダウン変速において、ｔ１時点で変速指令が行なわれ後、イナーシャ相開始前のｔ２時点からｔ３時点のイナーシャ相開始までのトルク相の区間内で、変速進行トルク分担率であるクラッチ全体のトルク分担率ｘtcが「１」から「０」へ変化させられるとともに変速進行トルク分担率である入力軸トルクの分担率ｘtinが「０」から「１」へ変化させられることに伴い、入力軸トルクを立ち上げ、次いで、ｔ３時点からｔ４時点までのイナーシャ相前期においてクラッチ全体のトルク分担率ｘtcが「０」とされている状態で、解放側クラッチのトルク分担率ｘdrnが「１」から「０」へ、係合側クラッチのトルク分担率ｘaplが「０」から「１」へ急激に変化させられるとともに、入力軸トルク（タービントルクＴt、エンジントルクＴe）が「０」から上昇させられて、変速進行度を示す入力軸回転速度ωiが変速後同期回転直下まで立ち上げられる。ｔ４時点からｔ６時点までのイナーシャ相後期では、ｔ５時点までの前半で、クラッチ全体のトルク分担率ｘtcが「０」から「１」へ変化させられるとともに入力軸トルクの分担率ｘtinが「１」から「０」へ入れ替えられるとともに、上記入力軸トルクが変速後の値に向かって下降させられることにより、入力軸回転速度ωiが変速後同期回転に漸近し、ｔ５時点付近で同期させられる。また、このイナーシャ相後期においては、クラッチ全体のトルク分担率ｘtcが「０」から「１」へ変化させられるに伴い、係合側クラッチのトルク分担率ｘaplが「０」から「１」であることが有効化されることから、係合側クラッチトルクが立ち上げられて変速後の値に増加させられる。

図５のパワーオフアップ変速においては、ｔ１時点で変速指令が行なわれ後、イナーシャ相開始前のｔ２時点からｔ３時点のイナーシャ相開始までのトルク相の区間内で、クラッチ全体のトルク分担率ｘtcが「１」から「０」へ変化させられるとともに入力軸トルクの分担率ｘtinが「０」から「１」へ変化させられる。この間では、パワーオフ操作に応答して、入力軸トルク（タービントルクＴt、エンジントルクＴe）が低下させられる。次いで、ｔ３時点からｔ４時点までのイナーシャ相前期においてクラッチ全体のトルク分担率ｘtcが「０」とされている状態で、解放側クラッチのトルク分担率ｘdrnが「１」から「０」へ、係合側クラッチのトルク分担率ｘaplが「０」から「１」へ急激に変化させられるとともに、入力軸トルク（タービントルクＴt、エンジントルクＴe）がパワーオフ操作に対応した低い値に維持されているので、入力軸トルクの分担率ｘtinが「１」であることに関連して変速進行度を示す入力軸回転速度ωiが変速後同期回転を下回る直下まで立ち下げられる。ｔ４時点からｔ６時点までのイナーシャ相後期では、ｔ５時点までの前半で、クラッチ全体のトルク分担率ｘtcが「０」から「１」へ変化させられるとともに入力軸トルクの分担率ｘtinが「１」から「０」へ入れ替えられるとともに、上記入力軸トルクが変速後の値に向かって下降させられることにより、入力軸回転速度ωiが変速後同期回転に漸近し、ｔ５時点乃至ｔ６時点付近で同期させられる。また、このイナーシャ相後期においては、クラッチ全体のトルク分担率ｘtcが「０」から「１」へ変化させられるに伴い、係合側クラッチのトルク分担率ｘaplが「０」から「１」であることが有効化されることから、係合側クラッチトルクが立ち上げられて変速後の値に増加させられる。

図６は、電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートであり、たとえば数ｍｓ〜数十ｍｓ程度の周期で繰り返し実行される。

図６において、ステップＳ１（以下、ステップを省略する）では、変速中であるか否かが判断される。このＳ１の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが、肯定される場合は、変速速度重視変速判定部７８に対応するＳ２において、マニアルモード或いはスポーツモードなどを選択する手動変速操作が行なわれたこと、および／または減速走行中のダウン変速（ブリッピング）やパワーオフアップ変速などの、入力軸トルクと変速を進行させる方向（入力軸回転速度の増加方向）とが一致する変速が判断されたことに基づいて、変速速度重視変速であるか否かが判断される。

このＳ２の判断が否定される場合は、第１変速を実行するためのＳ３乃至Ｓ６が実行される。すなわち、先ず、第１トルク分担率算出部８２に対応するＳ３において、例えば予め記憶されたマップから経過時間に基づいて各係合装置のトルク分担率（ｘ，ｘapl，ｘdrn）が算出される。次に、第１変速目標値算出部８４に対応するＳ４において、各変速目標値（入力軸角加速度dωt/dt、変速機出力トルクＴoの各目標値）が算出される。次いで、第１変速操作量算出部８０に対応するＳ５において、前記制御操作量を算出する関係式（１）および（２）から、上記Ｓ３，Ｓ４にて算出された各係合装置のトルク分担率（ｘ，ｘapl，ｘdrn）、及び、各変速目標値（dωt/dt、Ｔoの各目標値）に基づいて、制御操作量（エンジントルクＴe、係合側クラッチトルクＴcapl、解放側クラッチトルクＴcdrn、他のクラッチトルクの各要求値）が逐次算出される。次いで、エンジン出力制御部７２及び第１変速制御部７４に対応するＳ６において、上記Ｓ５にて算出された各制御操作量が得られるように、エンジン出力制御指令信号Ｓe及び油圧指令信号Ｓpが出力されて、エンジン１２、解放側クラッチ、係合側クラッチ、及び他の係合装置が制御され、第１変速が実行される。

一方、Ｓ２の判断が肯定される場合は、第２変速を実行するためのＳ７乃至Ｓ１１、Ｓ５、Ｓ６が実行される。すなわち、先ず、変速進行トルク分担率算出部９２に対応するＳ７において、イナーシャ相開始直前区間において、予め記憶された変速進行分担率マップから、イナーシャ相開始時（或いは前回算出時）からの経過時間に基づいて、変速進行トルク分担率であるクラッチ全体のトルク分担率ｘtcおよび入力軸トルクの分担率ｘtinが逐次算出される。具体的には、たとえば図４のｔ２時点からｔ３時点の間の区間において、クラッチ全体のトルク分担率ｘtcが「１」から「０」へ向かって所定の傾斜で変化させられるとともに入力軸トルクの分担率ｘtinが「０」から「１」へ向かって所定の傾斜で変化させられる。次いで、第２トルク分担率算出部８８に対応するＳ８乃至Ｓ１０において、予め記憶されたマップから実際の経過時間に基づいて解放側クラッチのトルク分担率ｘdrnおよび係合側クラッチのトルク分担率ｘaplがそれぞれ逐次算出される。すなわち、Ｓ８においてイナーシャ相開始前か否かが判断され、このＳ８の判断が肯定された場合はＳ９において、解放側クラッチのトルク分担率ｘdrnが「１」とされ且つ係合側クラッチのトルク分担率ｘaplが「０」に設定される。しかし、Ｓ８の判断が否定された場合はＳ１０において、解放側クラッチのトルク分担率ｘdrnが「０」とされ且つ係合側クラッチのトルク分担率ｘaplが「１」に設定される。続く、第２変速目標値算出部９０に対応するＳ１１では、関係式（１）からイナーシャ相開始時（或いは前回算出時）からの経過時間に基づいてイナーシャ相中の入力軸角加速度dωt/dtの目標値が逐次算出される。そして、第２変速操作量算出部８６に対応するＳ５において、前記制御操作量を算出する関係式（１）から、上記Ｓ７、Ｓ９又はＳ１０、Ｓ１１にて算出されたトルク分担率（ｘ，ｘapl，ｘdrn）、及び、変速目標値dωt/dtに基づいて、制御操作量（エンジントルクＴe、係合側クラッチトルクＴcapl、解放側クラッチトルクＴcdrn、他のクラッチトルクの各要求値）が逐次算出される。次いで、エンジン出力制御部７２及び第２変速制御部７６に対応するＳ６において、上記Ｓ５にて算出された各制御操作量が得られるように、エンジン出力制御指令信号Ｓe及び油圧指令信号Ｓpが出力されて、エンジン１２、解放側クラッチ、係合側クラッチ、及び他の係合装置が制御され、第１変速よりも変速進行度が早い第２変速が実行される。

上述のように、本実施例によれば、第１変速の制御に際して、式（１）及び式（２）の運動方程式に何らかの拘束条件を設定しなければその式が解けないことに対して、トルク分担率ｘを拘束条件としたので、変速制御において難しいとされる係合装置のトルクの受け渡しを制御するのに適しており、且つその式を解くことができる。見方を換えれば、トルクの受け渡しを表現したトルク分担率ｘを拘束条件としたので、何れの変速パターンにも所定の変速モデルにて対応することができる。具体的には、変速進行度を制御するのに適したトルク分担率ｘを拘束条件とすることで、タイアップや吹き上がりの発生を抑制したり、反対に、敢えてタイアップや吹き上がりを発生させる制御の制御性が向上する。また、入力軸側の回転部材上のトルクを拘束条件とすると、駆動力源の出力トルクを一時的に変化させるような制御を実行できなくなる可能性があるが、本発明では、例えばイナーシャ相中にて駆動力源の出力トルクを一時的に減じるようなエンジントルクダウン制御を適切に実行することができる。このように、本実施例の第１変速では、２つの変速目標値に対して３つの制御操作量があったとしても、変速モデルを用いて３つの制御操作量を適切に決定し、２つの変速目標値を実現するような自動変速機１８の所望の変速を実行することができる。

また、本実施例の第２変速では、変速目標値を入力軸側の回転部材の速度変化量dωt/dtのみで設定することで、出力軸側の回転部材上のトルクを変速目標値とするギヤトレーン運動方程式（２）を用いないで、入力軸側の回転部材の速度変化量dωt/dtを変速目標値とするギヤトレーン運動方程式（１）を用いることとし、そのギヤトレーン運動方程式（１）における制御操作量（制御要求値）として、入力軸側の回転部材上のトルク（エンジントルクＴe）と、前記変速時における係合側の係合装置のトルク容量Ｔcaplと、変速時における解放側の係合装置のトルク容量Ｔcdrnとの３つの値を用い、変速時に係合側の係合装置と解放側の係合装置とで受け持つ伝達トルクのトルク分担率（ｘapl，ｘdrn）と、変速時に入力軸側の回転部材とクラッチ全体とで受け持つ伝達トルクの分担率である変速進行トルク分担率（ｘtc，ｘtin）とを用いることことで、ギヤトレーン運動方程式（１）で表される変速モデルを用いて自動変速機１８の変速を第１変速よりも速やかに制御する第２変速を実行することができる。したがって、本実施例によれば、第１変速とそれよりも速やかに変速を進行させる第２変速とが選択的に実行可能となるので、たとえば減速走行中のダウン変速やパワーオフアップ変速などの、入力軸トルクと変速を進行させる方向（入力軸回転速度の増加方向）とが一致する変速では、第２変速を選択することにより、速やかな変速が得られる。

また、本実施例では、トルク分担率（ｘapl，ｘdrn）は、変速時に係合側の係合装置と解放側の係合装置とで受け持つ伝達トルクを入力軸側の回転部材上のトルクに置き換えたときの両係合装置にて分担するその伝達トルクのトルク分担率である。また、変速進行トルク分担率（ｘtc，ｘtin）は、同様に、入力軸側の回転部材とクラッチ全体とで受け持つ伝達トルクを前記入力軸側の回転部材上のトルクに置き換えたときのトルク分担率である。

また、本実施例では、第１変速で用いられる変速モデルは、変速目標値としての入力軸側の回転部材の速度変化量dωt/dtと制御操作量とを有する第１のギヤートレーン運動方程式（１）と、変速目標値としての出力軸側の回転部材上のトルクＴoと制御操作量とを有する第２のギヤートレーン運動方程式（２）とを含み、トルク分担率を用いて、変速目標値dωt/dtおよびTｏに基づいて制御操作量を算出するものであるので、変速制御において難しいとされる解放側の係合装置と係合側の係合装置とのトルクの受け渡しに関連する制御を運動方程式に反映させることができ、３つの制御操作量を適切に決定することができる。

また、本実施例では、第２変速で用いられる変速モデルは、変速目標値としての入力軸側の回転部材の速度変化量dωt/dtと制御操作量とを有する第１のギヤートレーン運動方程式（１）を含み、トルク分担率（ｘapl，ｘdrn）および変速進行トルク分担率（ｘtc，ｘtin）とを用いて、変速目標値dωt/dtに基づいて制御操作量を算出するものであるので、変速制御において難しいとされる解放側の係合装置と係合側の係合装置とのトルクの受け渡しに関連する制御を運動方程式に反映させることができ、３つの制御操作量を適切に決定することができる。

また、本実施例では、マニアルモード或いはスポーツモードなどの手動変速操作、および／または減速走行中のダウン変速やパワーオフアップ変速などの、入力軸トルクと変速を進行させる方向（入力軸回転速度の増加方向）とが一致する変速であることに基づいて、変速速度重視の変速制御を選択するか否かを判定する変速速度重視変速判定部７８（Ｓ２）を備え、その変速速度重視変速判定部７８により変速速度重視の変速制御を選択すると判定された場合は第２変速を選択し、その変速速度重視変速判定部７８により変速速度重視の変速制御を選択しないと判定された場合は前記第１変速を選択する。このため、手動変速操作および／または入力軸トルクと変速を進行させる方向（入力軸回転速度の増加方向）とが一致する変速であるときは、変速進行が速やかな第２変速が選択されるので、好適な変速感が得られる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、その他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例の第２変速において、トルク分担率（ｘapl，ｘdrn）は図４のｔ３時点において行なわれていたが、変速進行トルク分担率ｘtcが「０」である区間内であれば、どの位置でも差し支えない。

また、前述の実施例において車両は、エンジン１２から出力された駆動力を自動変速機１８などの動力伝達装置を介して駆動輪２６へ伝達するものである。この自動変速機１８は、複数の変速段の段数は適宜変更され得る。また、その変速段を切り換えるためにつかみ替えを行なう複数の係合装置は、油圧アクチュエータによって係合させられる多板式、単板式のクラッチやブレーキ、或いはバンドブレーキ等の係合装置が広く用いられる。また、それら係合装置は、油圧式だけでなく、電磁式や磁粉式の係合装置であってもよい。

また、前述の実施例のエンジン１２は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等のエンジンが好適に用いられるが、それに替えて、例えば電動機等の原動機が単独で或いは上記エンジンと組み合わせて用いられる駆動力源が用いられてもよい。

また、前述の実施例では、出力軸２０側の回転部材として出力軸２０を例示したが、これに限らず、出力軸２０側の回転部材は、出力軸２０から駆動輪２６までの動力伝達経路における回転部材であれば良い。入力軸１６側の回転部材として入力軸１６を例示したが、これに限らず、入力軸１６側の回転部材は、エンジン１２から入力軸１６までの動力伝達経路における回転部材であれば良い。

尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：車両
１２：エンジン（駆動力源）
１６：入力軸
１８：自動変速機
２０：出力軸
２６：駆動輪
７０：電子制御装置（変速制御装置）
７２：エンジン出力制御部
７４：第１変速制御部
７６：第２変速制御部
７８：変速速度重視変速判定部
８０：第１変速操作量算出部
８２：第１トルク分担率算出部
８４：第１変速目標値算出部
８６：第２変速操作量算出部
８８：第２トルク分担率算出部
９０：第２変速目標値算出部
９２：変速進行トルク分担率算出部
Ｂ１、Ｂ２：ブレーキ（係合装置）
Ｃ１：クラッチ（係合装置）

Claims (6)

1. 駆動力源からの動力を受ける入力軸と駆動輪に動力を伝達する出力軸との間で回転とトルクとを伝達する複数の係合装置を有して、該係合装置の係合と解放との切替えによって変速が実行される自動変速機を備え、変速目標値を実現させる制御操作量を決定する予め定められた変速モデルを用いて前記自動変速機の変速を実行する車両の変速制御装置であって、
   前記変速目標値を、前記出力軸側の回転部材上のトルクと前記入力軸側の回転部材の速度変化量との２つの値で設定し、前記制御操作量を、前記入力軸側の回転部材上のトルクと、前記変速時における係合側の係合装置のトルク容量と、前記変速時における解放側の係合装置のトルク容量との３つの値で設定し、前記変速時に前記係合側の係合装置と前記解放側の係合装置とで受け持つ伝達トルクのトルク分担率を設定することで、前記変速モデルを用いて前記自動変速機の変速を制御する第１変速と、
   前記変速目標値を、前記入力軸側の回転部材の速度変化量のみで設定し、前記制御操作量を、前記入力軸側の回転部材上のトルクと、前記変速時における係合側の係合装置のトルク容量と、前記変速時における解放側の係合装置のトルク容量との３つの値で設定し、前記変速時に前記係合側の係合装置と前記解放側の係合装置とで受け持つ伝達トルクのトルク分担率と、前記変速時に前記入力軸側の回転部材と前記クラッチ全体とで受け持つ伝達トルクの分担率である変速進行トルク分担率とを設定することで、前記変速モデルを用いて前記自動変速機の変速を前記第１変速よりも速やかに制御する第２変速と
   を、選択的に実行するに際して、
   前記入力軸の入力軸トルクと前記入力軸側の回転部材の回転速度の増加方向とが一致する変速であることに基づいて、変速速度重視の変速制御を選択するか否かを判定する変速速度重視変速判定部を備え、該速度重視変速判定部により変速速度重視の変速制御を選択すると判定された場合は前記第２変速を選択し、該変速速度重視変速判定部により変速速度重視の変速制御を選択しないと判定された場合は前記第１変速を選択する
   ことを特徴とする車両の変速制御装置。
2. 前記トルク分担率は、前記変速時に前記係合側の係合装置と前記解放側の係合装置とで受け持つ伝達トルクを前記入力軸側の回転部材上のトルクに置き換えたときの両係合装置にて分担するその伝達トルクのトルク分担率であり、
   前記変速進行トルク分担率は、前記変速時に前記入力軸側の回転部材と前記クラッチ全体とで受け持つ伝達トルクを前記入力軸側の回転部材上のトルクに置き換えたときのトルク分担率であることを特徴とする請求項１に記載の車両の変速制御装置。
3. 前記第１変速で用いられる変速モデルは、前記変速目標値としての前記入力軸側の回転部材の速度変化量と前記制御操作量とを有する第１のギヤートレーン運動方程式と、前記変速目標値としての前記出力軸側の回転部材上のトルクと前記制御操作量とを有する第２のギヤートレーン運動方程式とを含み、前記トルク分担率を用いて、前記変速目標値に基づいて前記制御操作量を算出するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の車両の変速制御装置。
4. 前記第２変速で用いられる変速モデルは、前記変速目標値としての前記入力軸側の回転部材の速度変化量と前記制御操作量とを有する第１のギヤートレーン運動方程式を含み、前記トルク分担率および前記変速進行トルク分担率とを用いて、前記変速目標値に基づいて前記制御操作量を算出するものであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の車両の変速制御装置。
5. 前記変速進行トルク分担率は、前記クラッチ全体で受け持つ伝達トルクの分担率および前記入力軸側の回転部材のトルク分担率であり、該クラッチ全体で受け持つ伝達トルクの分担率および該入力軸側の回転部材のトルク分担率を、前記変速のイナーシャ相開始前では「１」および「０」とし、該イナーシャ相の開始後では「０」および「１」とすることを特徴とする請求項４に記載の車両の変速制御装置。
6. 前記トルク分担率は、前記係合側の係合装置のトルク分担率および前記解放側の係合装置のトルク分担率を、前記変速のイナーシャ相開始前では「０」および「１」とし、該イナーシャ相の開始後では「１」および「０」とすることを特徴とする請求項４または５に記載の車両の変速制御装置。
   

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